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本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件I2C外设，读取SHT30温湿度传感器的数据并通过串口发送。
1. 准备工作
硬件准备
开发板
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板(BearPi)：
SHT30温湿度传感器
SHT30温湿度传感器是一个完全校准的、现行的、带有温度补偿的数字输出型传感器，具有 2.4V-5.5V 的宽电压支持，使用IIC接口进行通信，最高速率可达1M并且有两个用户可选地址，除此之外，它还具有8个引脚的DFN超小封装，如图：
SHT30的原理图如下：
软件准备
需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；
准备一个串口调试助手，这里我使用的是Serial Port Utility；
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取，回复关键字获取相应的安装包：
2.生成MDK工程
选择芯片型号
打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：
搜索并选中芯片STM32L431RCT6:
配置时钟源
如果选择使用外部高速时钟(HSE)，则需要在System Core中配置RCC；
如果使用默认内部时钟(HSI)，这一步可以略过；
这里我都使用外部时钟：
配置串口
小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：
这里我将开关拨到AT-MCU模式，使PC的串口与USART1之间连接。
接下来开始配置USART1：
配置I2C接口
查看小熊派E53接口的原理图：
接下来开始配置I2C接口1：
配置时钟树
STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：
生成工程设置
代码生成设置
最后设置生成独立的初始化文件：
生成代码
点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：
3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码
重定向printf( )函数
参考：【STM32Cube_09】重定向printf函数到串口输出的多种方法。
修改I2C初始化代码的小BUG
4. 编写SHT30驱动程序
参考『SHT30 datasheet.pdf』进行编程。
宏定义SHT30器件地址
先来编写sht30_i2c_drv.h头文件，SHT30的器件地址由ADDR端口的高低电平决定：
注意数据手册中给出了8位数据，只有低7位用作地址，结合原理图，可以定义如下：
#defineSHT30_ADDR_WRITE0x44<<1//10001000 #defineSHT30_ADDR_READ(0x44<<1)+1//10001011/*ADDRPinConecttoVSS*/
枚举SHT30命令列表
参考数据手册，在sht30_i2c_drv.h头文件中给出如下枚举定义：
{ /*软件复位命令*/ SOFT_RESET_CMD=0x30A2, /* 单次测量模式 命名格式：Repeatability_CS_CMD CS：Clock stretching */ HIGH_ENABLED_CMD=0x2C06, MEDIUM_ENABLED_CMD=0x2C0D, LOW_ENABLED_CMD=0x2C10, HIGH_DISABLED_CMD=0x2400, MEDIUM_DISABLED_CMD=0x240B, LOW_DISABLED_CMD=0x2416, /* 周期测量模式 命名格式：Repeatability_MPS_CMD MPS：measurement per second */ HIGH_0_5_CMD=0x2032, MEDIUM_0_5_CMD=0x2024, LOW_0_5_CMD=0x202F, HIGH_1_CMD=0x2130, MEDIUM_1_CMD=0x2126, LOW_1_CMD=0x212D, HIGH_2_CMD=0x2236, MEDIUM_2_CMD=0x2220, LOW_2_CMD=0x222B, HIGH_4_CMD=0x2334, MEDIUM_4_CMD=0x2322, LOW_4_CMD=0x2329, HIGH_10_CMD=0x2737, MEDIUM_10_CMD=0x2721, LOW_10_CMD=0x272A, /*周期测量模式读取数据命令*/ READOUT_FOR_PERIODIC_MODE=0xE000, }SHT30_CMD;typedefenum
发送命令函数
*@brief向SHT30发送一条指令(16bit) *@paramcmd——SHT30指令(在SHT30_MODE中枚举定义) *@retval成功返回HAL_OK */ staticuint8_tSHT30_Send_Cmd(SHT30_CMDcmd){ uint8_tcmd_buffer[2]; cmd_buffer[0]=cmd>>8; cmd_buffer[1]=cmd; returnHAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,SHT30_ADDR_WRITE,(uint8_t*cmd_buffer,2,0xFFFF); }/**
复位函数
*@brief复位SHT30 *@paramnone *@retvalnone */ voidSHT30_reset(void){ SHT30_Send_Cmd(SOFT_RESET_CMD); HAL_Delay(20); }/**
SHT30工作模式初始化函数(周期测量模式)
*@brief初始化SHT30 *@paramnone *@retval成功返回HAL_OK *@note周期测量模式 */ uint8_tSHT30_Init(void) { returnSHT30_Send_Cmd(MEDIUM_2_CMD); }/**
从SHT30读取一次数据(周期测量模式下)
从SHT30数据手册中可以得到在周期测量模式下读取一次数据的时序，如图：
根据该时序可以看出，首先要发送读数据的命令，然后接收6个字节的数据，编写程序如下：
*@brief从SHT30读取一次数据 *@paramdat——存储读取数据的地址(6个字节数组) *@retval成功——返回HAL_OK */ uint8_tSHT30_Read_Dat(uint8_t*dat) { SHT30_Send_Cmd(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE); returnHAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1,SHT30_ADDR_READ,dat,6,0xFFFF); }/**
从接收数据中校验并解析温度值和湿度值
在数据手册中可知，SHT30分别在温度数据和湿度数据之后发送了8-CRC校验码，确保了数据可靠性。
关于CRC校验请参考我的另一篇博客：如何通俗的理解CRC校验并用C语言实现(公众号没有发表所以不能放超链接，如果有兴趣，可以访问我的博客查看)。
CRC-8校验程序如下：
uint8_tCheckCrc8(uint8_t*constmessage,uint8_tinitial_value) { uint8_tremainder;//余数 uint8_ti=0,j=0;//循环变量 /*初始化*/ remainder=initial_value; for(j=0;j2;j++) { remainder^=message[j]; /*从最高位开始依次计算*/ for(i=0;i8;i++) { if(remainder&0x80) { remainder=(remainder<1)^CRC8_POLYNOMIAL; } else { remainder=(remainder<1); } } } /*返回计算的CRC码*/ returnremainder; }#defineCRC8_POLYNOMIAL0x31
计算温度值和湿度值的公式在数据手册中已给出，如图：
接下来编写解析数据的函数：
*@brief将SHT30接收的6个字节数据进行CRC校验，并转换为温度值和湿度值 *@paramdat——存储接收数据的地址(6个字节数组) *@retval校验成功——返回0 *校验失败——返回1，并设置温度值和湿度值为0 */ uint8_tSHT30_Dat_To_Float(uint8_t*constdat,float*temperature,float*humidity) { uint16_trecv_temperature=0; uint16_trecv_humidity=0; /*校验温度数据和湿度数据是否接收正确*/ if(CheckCrc8(dat,0xFF)!=dat[2]||CheckCrc8(&dat[3],0xFF)!=dat[5]) return1; /*转换温度数据*/ recv_temperature=((uint16_t)dat[0]<<8)|dat[1]; *temperature=-45+175*((float)recv_temperature/65535); /*转换湿度数据*/ recv_humidity=((uint16_t)dat[3]<<8)|dat[4]; *humidity=100*((float)recv_humidity/65535); return0; }/**
5. 测试SHT30驱动程序
在main函数中对该驱动进行测试，在main.c中添加如下代码：
#include"sht30_i2c_drv.h" intmain(void){ /*USERCODEBEGIN1*/ uint8_trecv_dat[6]={0}; floattemperature=0.0; floathumidity=0.0; /*USERCODEEND1*/ HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_I2C1_Init(); MX_USART1_UART_Init(); /*USERCODEBEGIN2*/ SHT30_Reset(); if(SHT30_Init()==HAL_OK) printf("sht30initok.\n"); else printf("sht30initfail.\n"); /*USERCODEEND2*/ /*Infiniteloop*/ /*USERCODEBEGINWHILE*/ while(1) { /*USERCODEENDWHILE*/ /*USERCODEBEGIN3*/ HAL_Delay(1000); if(SHT30_Read_Dat(recv_dat)==HAL_OK) { if(SHT30_Dat_To_Float(recv_dat,&temperature,&humidity)==0) { printf("temperature=%f,humidity=%f\n",temperature,humidity); } else { printf("crccheckfail.\n"); } } else { printf("readdatafromsht30fail.\n"); } } /*USERCODEEND3*/ }#include
测试结果如图：
至此，我们已经学会如何使用硬件IIC接口读取温湿度传感器数据并使用软件CRC校验(SHT30)，下一节将讲述如何使用硬件CRC校验SHT30的数据。
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